Question

综合利用CO₂、CO对构建低碳社会有重要意义。

（1）固体氧化物电解池（SOEC）用于高温电解CO₂和H₂O的混合气体，既可高效制备合成气（CO+H₂），又可实现CO₂的减排，其工作原理如图。

①b为电源的            （填“正极”或“负极”）

②写出电极c发生的电极反应式              、                。

（2）电解生成的合成气在催化剂作用下发生如下反应：CO(g) +2H₂(g)CH₃OH(g)。对此反应进行如下研究：某温度下在一恒压容器中分别充入1.2mol CO和1mol H₂，达到平衡时容器体积为2L，且含有0.4mol CH₃OH(g)，则该反应平衡常数值为         ，此时向容器中再通入0.35molCO气体，则此平衡将         移动（填“向正反应方向”、“不”或“逆反应方向”）。

Answer

（1）① 正极②CO2+2e－＝CO+O2－ H2O+ 2e－＝H2+O2－

（2）50 逆反应方向

【解析】

试题分析：（1）CO2和H2O在c电极发生反应生成CO和H2，同时生成O2—，碳元素和氢元素的化合价均降低，发生的是还原反应，因此电极c是电解池的阴极，故a为电源的负极；c极上生成的O2—，在电极d上发生反应生成O2，氧元素化合价升高，发生的是氧化反应，因此电极d为电解池的阳极，故b为电源的正极。①由上面的分析知，b为电源的正极；②电极c上发生还原反应，电极式 CO2 + 2e－＝ CO+O2－ H2O + 2e－＝ H2+O2－；

（2） CO(g) +2H2(g)CH3OH(g)

起始（mol） 1.2 1 0

转化（mol） 0.4 0.8 0.4

平衡（mol） 0.8 0.2 0.4

平衡时，c(CO)=0.4mol/L，c(H2)=0.1mol/L，c(CH3OH)=0.2mol/L。平衡常数。此时向容器中再通入0.35molCO，假设平衡不移动，则容器的体积为，浓度商，大于平衡常数，平衡向逆反应方向移动。

考点：考查化学平衡的影响因素；原电池和电解池的工作原理。